книги из ГПНТБ / Тарасов А.И. Газы нефтепереработки и методы их анализа

Суммарное содержание углеводородов Сз в газах каталитиче­ ского крекинга мало зависит от химического состава исходного сырья и может быть охарактеризовано средней величиной порядка

30—32% вес.

Газы каталитического крекинга первичного сырья отличаются от газов каталитического крекинга вторичного сырья также пони­ женным содержанием суммарного количества непредельных угле-

30

водородов. Так, в первом случае непредельных углеводородов

вгазе содержится 23—39%, в среднем около 32%, а во втором случае оно колеблется в пределах 37—48%, в среднем составляя около 42%.

Необходимо отметить, что по мере утяжеления сырья увеличи­ вается содержание непредельных углеводородов в газе каталити­ ческого крекипга первичного сырья. Например, при крекинге прямогонной фракции 180—230° балаханской нефти в газе содер­ жится 23% непредельных углеводородов, при крекинге фракции

300—390° — 26%, при крекинге фракции 330—436°— 31,4%.

Повышенному содержанию непредельных углеводородов в газах каталитического крекинга вторичного сырья соответствует также повышенное содержание водорода но сравнению с газами, полученными от каталитического крекинга первичного сырья.

Особенно важно подчеркнуть, что газы каталитического кре­ кинга прямогонного сырья отличаются от газов каталитического крекинга вторичного сырья значительно большим содержанием изобутаиа. В первом случае содержание его в газах колеблется

впределах 24,5—49%, в среднем составляя около 40%, а во вто­ ром— в цределах 15—22%, в среднем около 19%. В связи с этим отношение нзобутана к сумме бутиленов в первом случае рав­ няется 2,4—2,7, во втором случае это отношение падает до единицы.

Вгазах каталитического крекинга прямогонного сырья количе­ ство изобутана во фракции CU составляет в среднем около 62% против примерно 42% во фракции Сц полученной при каталити­

ческом крекинге вторичного сырья. Бутиленов во фракции С4 в первом случае содержится в среднем около 25%, т. е. меньше, чем во втором, где они составляют на фракцию в среднем около

40%.

Газы, получаемые каталитическим крекингом смешанного сырья (прямогонное сырье 4 вторичное сырье), по выходам и по фракционному и химическому составу занимают среднее поло­ жение между газами каталитического крекинга прямогонного сырья и вторичного сырья.

В табл. 18 приведены характеристики трех различных прямо­ гонных фракций ромашкинской нефти и фракции 270—420° туймазинской девонской нефти, которые были подвергнуты ката­ литическому крекингу с грозненским алюмосиликатным катали­ затором.

Как видно из таблицы, каталитическому крекингу подверга­ лись легкое и тяжелое сырье ромашкинской нефтп и тяжелое сырье туймазинской девонской нефти.

Углеводородный состав газов, полученных в результате ката­ литического крекинга указанного выше сырья, показан в табл. 19.

Из данных табл. 19 следует, что газы каталитического кре­ кинга тяжелого сырья (фракций 320—450° п 350—500° ромашкин­ ской нефтп и фракции 270—420° туймазинской нефти) очень близки между собой по фракционному и химическому составу

31

Таблица 18

Характеристика фракции ромашкинской и туймазинской девонской нефтей, крекированных на грозненском алюмосиликатном катализаторе

:32

отдельных фракций. Например, количество углеводородов Сг колеблется в пределах 6,6—8%, в среднем 7,4%, количество углеводородов Сз в среднем составляет 29,0%, углеводородов

случаев могут характеризовать типовой состав газа каталитиче­ ского крекинга тяжелых фракций указанных нефтей.

Из данных табл. 19 также следует, что фракционный состав газа каталитического крекинга тяжелого сырья сравнительно мало отличается от фракционного состава газа каталитического крекинга легкого сырья. Например, в газе от крекинга фракции 200—350°ромашкинской нефти содержание углеводородов Сг состав­ ляет 5,7%, углеводородов Сз — 26,4%, углеводородов С4 —62,3%, а в газе от крекинга фракции 320—450° той же нефти содержание этих углеводородов составляет соответственно 7,6, 28,0 и 58,9%.

Другая картина наблюдается в химическом составе этих фракций. Так, в газе от каталитического крекинга фракции 200— 350° ромашкинской нефти содержание этилена во фракции Сг составляет 33%, пропилена во фракции Сз — 57,0%, бутиленов во фракции С4 — 20,0%, изобутана во фракции С4 — 55,0%, а в газе от каталитического крекинга фракции 320—450° той же нефти содержание этих углеводородов во фракциях составляет соответственно 41, 63, 42 и 39%.

Сутяжелением сырья содержание этилена и суммы бутиленов

вгазе значительно повышается, вследствие чего увеличивается

суммарное содержание непредельных углеводородов. Для сопоста­ вляемых выше фракций сумма непредельных углеводородов в газе от крекинга легкого сырья составляет 31,2% против 45,5% непре­ дельных в газе от крекинга тяжелого сырья.

Содержание пропилена в газе с утяжелением сырья очень мало изменяется и количество его остается примерно одним и тем же

(15-17% ).

Следовательно, по мере утяжеления сырья состав газа катали­ тического крекинга беднеет изобутаном п обогащается этиленом и бутиленами, особенно w-бутиленамп. При крекинге фракции 200—350° ромашкинской нефти получается газ, где отношение изобутана к сумме бутиленов составляет 2,7, а в газе от фракции 300—500° это отношение равняется 0,82.

Таким образом, рассмотрение данных по каталитическому кре­ кингу индивидуальных углеводородов и промышленного сырья, как прямогонного, так и вторичного, позволяет сделать такие выводы.

1.При каталитическом крекинге выход газа и его углеводо­ родный состав зависят от природы сырья.

2.При одинаковом технологическом режиме каталитического крекинга первичное сырье дает больший выход газа, чем вторич­ ное сырье.

Таблица 20

Характеристика сырья каталитического крекинга на промышленных установках

34

3. Газы каталитического крекинга первичного сырья гораздо богаче углеводородами C-i, в частности изобутаном, и беднее непредельными углеводородами, чем газы каталитического кре­ кинга сырья вторичного происхождения.

4? Содержание углеводородов Сз в газах каталитического кре­ кинга независимо от природы исходного сырья составляет практи­ чески одинаковую величину порядка 30^-32%.

5. С утяжелением фракционного состава сырья содержание йзобутаиа в газе уменьшается, а непредельных углеводородов увеличивается.

Газы промышленных установок каталитического крекинга. Газы промышленных установок каталитического крекинга изуча­ лись на протяжении ряда лет. Кроме систематического изучения и обработки отчетов центральных заводских лабораторий по составу дгазов, было проведем комплексное технологическое обследование ряда установок.

Характеристика сырья каталитического крекинга приведена в табл. 20. Средний углеводородный состав суммарных' газов дан в табл. 21.

Эти сведения, полученные на промышленных установках ката­ литического крекинга, близки к данным но составу газов, полу­ ченным на пилотных установках, и подтверждают сделанные выше выводы.

В табл. 22 приведены средние данные по составу жирных (равновесных) газов промышленных установок каталитического крекинга.

УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ ГАЗОВ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Газы пилотных установок каталитической очистки. Каталити­ ческой очистке на шариковом алюмосиликатном катализаторе ЛИВД подвергался бензин с к. к. 200°, полученный при катали­ тическом крекинге фракции 260—400° туймазинской девонской нефти.

Условия проведения опытов каталитической очистки, угле­ водородный состав газов и выход газа приведены в табл. 23.

Как видно из данных таблицы, газы каталитической очистки, как и газы каталитического крекинга, характеризуются высоким содержанием углеводородов С3 и С4, которые в сумме составляют

36

85—90% от всего газа, и низким содержанием углеводородов и С2. Из общего количества газообразных углеводородов на долю

углеводородов С4 приходится в среднем около 60—62%, в том числе около 34% изобутана и около 18% бутиленов.

Распределение непредельных углеводородов по фракциям газа каталитической очистки подчиняется тому же правилу, что и при каталитическом крекинге. Пропилена во фракции Сз содержится в среднем около 62%, т. е. всегда больше, чем этилена и бутиле­ нов в соответствующих фракциях. Содержание бутиленов во фрак­ ции Ci составляет около 30% на фракцию, содержание пзобутана около 55 %.

С изменением технологических условии процесса каталитиче­ ской очистки в пределах температур 450—470° н объемных скоростей 0,5—1,0 фракционный состав газа каталитической

Из сопоставления фракционного состава газов каталитической очистки крекинг-бензинов на промышленных установках с фрак­ ционным составом газа каталитической очистки аналогичных бензинов на опытной пилотной установке в б. ЦИАТИМ (см. табл. 23) следует, что составы углеводородов Сз и С4 весьма близ­ ки, а именно: углеводородов Сз — 26,5% и 27,0%, углеводоро­ дов С4 — 57,5% и 61,0%.

37

Поэтому типовой состав газа процесса каталитической очистки бензинов каталитического крекинга на алюмосиликатном катали­ заторе может быть охарактеризован средними данными состава газов промышленных и пилотных установок: Нг — 0,5%; Ci — 6,0%; Сг — 7,2%; Сз — 26,7%; С4 — 59,6%. Этилена во фракции Сз содержится 50%, пропилена во фракции Сз — 639^, бутиленов во фракции С4 — 25%, нзобутана во фракции С4 — 53%.

УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ ГАЗОВ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА И ГИДРООЧИСТКИ

Вгазах каталитического риформинга и гидроочистки (табл. 25)

вотличие от других термических и термокаталитических про­ цессов переработки нефти отсутствуют непредельные углеводо­ роды. Состав газа, получаемого при .гидрогенизационном обес­ серивании, характеризуется высоким содержанием углеводоро­

дов Сз — С4.

Для углеводородного состава суммарного газа (циркулирую­ щий газ + газ стабилизации) каталитического риформинга харак­ терно высокое содержание водорода. Поток циркулирующего (сбросового) газа до 3,0% вес. на сырье, где содержание водорода достигает 85% объемн. на газ, может быть непосредственно исполь­ зован для обессеривания сернистых дистиллятов на установках гидроочистки.

Г л а в а II

ТИПОВЫЕ СОСТАВЫ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ РАЗЛИЧНЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ И ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В сводной табл. 26 приведены типовые углеводородные составы суммарных газов, образующихся при различных термических и термокаталитнчеекпх процессах переработки нефти и нефтепро­ дуктов.

Из данных этой таблицы видно, что газы прямой перегонки нефти и газы каталитического риформинга не содержат непредель­ ных углеводородов, а состоят исключительно из гомологов метано­ вого ряда, чем принципиально отличаются от газов других терми­ ческих и термокаталитических процессов переработки нефти, где наряду с предельными газообразными углеводородами находятся н непредельные углеводороды.

Процесс прямой перегонки нефти, как известно, характери­ зуется отсутствием реакций разложения крупных углеводородных молекул на более мелкие, поэтому газы прямой перегонки нефти не содержат непредельных углеводородов.

Процесс каталитического риформинга происходит при более высоких температурах (порядка 480—520°), что, несомненно, способствует появлению реакций разложения высокомолекуляр­ ных соединений н тем самым образованию непредельных углево­ дородов. Однако отсутствие непредельных углеводородов в газах объясняется технологическими условиями процесса, который протекает хотя и при высоких температурах, но под давлением порядка 50 am и на катализаторах, обладающих наряду с рас­ щепляющими также и гидрирующими функциями (молибденовый, хромовый, кобальт-молибденовый, вольфрамовый, платиновый

идр.).

Вотличие от газов прямой перегонки и каталитического рифор­ минга углеводородные газы других термических и термокаталити­ ческих процессов характеризуются значительным количеством непредельных газообразных углеводородов и небольшим количе­ ством водорода.

3 9